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직진만이살길
여름철 기찻길은 왜 이음새에 틈을 두고 만드나요?
철로를 보면 레일 사이에 약간의 틈이 있는데, 이게 온도에 따른 금속의 열팽창 때문이라고 들었어요. 왜 금속은 온도가 오르면 늘어나는 건지, 이 틈이 없으면 어떤 문제가 생기는지 궁금합니다.
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
철로의 틈은 말씀하신 것처럼 금속의 열팽창에 대비한 거에요.
금속은 온도가 오르면 늘어나요. 금속 속 원자들은 늘 제자리에서 진동하는데, 뜨거워지면 더 활발하게 흔들리면서 서로 밀어내 간격이 벌어지거든요. 그만큼 전체 길이가 늘어나는 거예요. 여름 뙤약볕에 달궈진 레일은 실제로 눈에 안보이게 길어져요.
만약 틈 없이 딱 붙여 깔면 문제가 생기는데, 레일이 늘어나려는데 밀어낼 공간이 없으면, 그 ㅎ미이 옆으로 작용해 레일이 휘어버려요. 심하면 구부러져 열차가 탈선 할 수 있어요.
그래서 미리 틈을 둬서 레이이 더워져 늘어나도 그 틈으로 여유를 흡수하게 만드는 거예요. 겨울엔 반대로 수축해 틈이 더 벌어지고요. 기차가 달릴때 나는 덜컹 소리는 이틈을 지나는 소리에요 :)
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채택된 답변레일 사이에 틈을 두는 이유는 여름철에는 레일이 열팽창 해서 철이 늘어날 공간을 만들어 안전사고를 막기 위해서입니다.
금속은 온도가 올라가면 원자들이 더 활발하게 움직이면서 서로 간격이 조금씩 벌어지게 됩니다. 이 현상을 열팽창이라고 하죠. 만약 레일 사이에 틈이 전혀 없다고 가정해보면, 여름철에는 늘어난 레일들이 서로 밀어내면서 휘어져 버릴테고, 이로 인해 열차는 탈선이 될 가능성이 상당히 높아집니다.
안녕하세요.
금속은 온도가 올라가면 원자들의 진동이 더 커지면서 원자 사이의 평균 거리가 조금씩 늘어납니다. 그래서 전체 길이도 미세하게 길어지는 열팽창 현상이 발생하게 되죠.
일반적으로 철로는 수백 미터에서 수 킬로미터까지 길게 이어져 있기 때문에 작은 팽창이라도 전체적으로 보면 상당히 큰 변형으로 이어질 수 있어요. 그래서 레일 사이에 일정한 틈을 두어 여름철 팽창할 공간을 확보하는 것이고, 겨울 철에는 또 반대로 수축할 수 있도록 설계하는 것이죠.
감사합니다.
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.
금속이 온도가 상승하개 되면, 분자운동이 활발해지며 열팽창이 발생하게 됩니다. 이때 이음새가 없으면 늘어난 길이를 상쇄하기 위해 "휨"이 발생할수 있습니다. 이 현상을 막기위해 이음새가 있는 것입니다
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
금속은 온도가 오르면 원자들의 진동이 더 커져 원자 사이 평균 거리가 조금씩 늘어나므로 전체 길이가 길어지는 열팽창이 일어납니다 철도 레일은 이러한 팽창을 흡수하도록 이음새에 일정한 틈을 두며 그렇지 않으면 여름철 고온에서 레일이서로 밀어 올려줘 희어지는 좌굴이 발생해 열차 탈선 등 큰 사고로 이어질 수 있습니다 그래서 레일 사이의 작은 틈은 계절에 따라 길이 변화를 안전하게 흡수하기 위한 중요한 안정장치입니다
안녕하세요. 박재화 박사입니다.
기찻길 레일에 틈을 두는 이유는 여름철 온도가 올라가면서 금속 레일이 길이 방향으로 조금씩 늘어나 버리기 때문입니다.
금속 안의 원자들은 가만히 붙어 있는 것이 아니라 계속 진동을 합니다. 온도가 올라가면 이 진동이 더욱 커지는 것이고, 이 때 레일 사이에 여유 공간이 없다면 늘어난 레일들이 휘어버리거나 아니면 솟는 현상이 발생될 수 있습니다. 이게 심해지면 열차 바퀴가 안전하게 지나가기가 어려워 지면서 탈선이 발생되어 버리는 것입니다.
이러한 이유로 인해서 레일은 이음새에 틈을 두었고, 요즘 긴 레일들도 고정 장치와 온도 관리로 팽창 응력을 버티도록 설계하게 됩니다.